RU2577773C2 - Electrical machine with independent closed circuit of cooling medium - Google Patents
Electrical machine with independent closed circuit of cooling medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577773C2 RU2577773C2 RU2013134240/07A RU2013134240A RU2577773C2 RU 2577773 C2 RU2577773 C2 RU 2577773C2 RU 2013134240/07 A RU2013134240/07 A RU 2013134240/07A RU 2013134240 A RU2013134240 A RU 2013134240A RU 2577773 C2 RU2577773 C2 RU 2577773C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor shaft
- cooling medium
- liquid cooling
- heat exchanger
- electric machine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
- H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
- H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение касается электрической машины,The present invention relates to an electric machine,
- причем электрическая машина имеет основное тело и роторный вал,- and the electric machine has a main body and a rotor shaft,
- причем основное тело включает в себя, по меньшей мере, статор,- and the main body includes at least a stator,
- причем в основном теле расположены охлаждающие каналы для жидкой охлаждающей среды,- moreover, in the main body there are cooling channels for a liquid cooling medium,
- причем роторный вал установлен в основном теле таким образом, что он может вращаться вокруг оси вращения.- moreover, the rotor shaft is mounted in the main body in such a way that it can rotate around the axis of rotation.
Подобного рода электрические машины являются общеизвестными. В качестве примера можно сослаться на DE 91 12 631 U1.Electrical machines of this kind are well known. As an example, reference may be made to DE 91 12 631 U1.
С помощью жидкой охлаждающей среды, в частности воды, возможно значительно более эффективное охлаждение электрических машин, чем с помощью газообразной охлаждающей среды, в частности воздуха. Поэтому, во многих случаях электрические машины оснащаются водным охлаждением.Using a liquid cooling medium, in particular water, a much more efficient cooling of electrical machines is possible than with a gaseous cooling medium, in particular air. Therefore, in many cases, electric machines are equipped with water cooling.
В уровне техники для реализации подобного рода охлаждения имеются подключения для подвода и отвода жидкой охлаждающей среды. Однако циркуляция жидкой охлаждающей среды не обеспечивается электрической машиной как таковой. Также даже охлаждающая среда должна предоставляться в распоряжение как таковая снаружи. Далее в уровне техники - по меньшей мере, как правило - только основное тело выполнено водоохлаждаемым. Охлаждение ротора осуществляется, как правило, только воздухом.In the prior art for the implementation of this kind of cooling, there are connections for supplying and discharging a liquid cooling medium. However, the circulation of the liquid cooling medium is not provided by the electric machine as such. Also, even a cooling medium must be provided as such from the outside. Further in the prior art - at least, as a rule - only the main body is made water-cooled. The cooling of the rotor is usually carried out only by air.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы выполнить электрическую машину названного в начале типа таким образом, что простым образом осуществляется эффективное охлаждение электрической машины.An object of the present invention is to provide an electric machine of the type indicated at the beginning such that efficient cooling of the electric machine is carried out in a simple manner.
Эта задача решается посредством электрической машины с признаками пункта 1. Предпочтительные выполнения электрической машины являются предметом зависимых пунктов 2-6.This problem is solved by means of an electric machine with the characteristics of paragraph 1. Preferred embodiments of the electric machine are the subject of dependent paragraphs 2-6.
В соответствии с изобретением предусмотрено выполнение электрической машины названного в начале типа таким образом,In accordance with the invention, it is envisaged that the electric machine be named at the beginning of the type in such a way
- что электрическая машина дополнительно к основному телу и роторному валу имеет теплообменник,- that the electric machine in addition to the main body and the rotor shaft has a heat exchanger,
- что роторный вал выполнен в виде полого вала, через который может протекать жидкая охлаждающая среда,- that the rotor shaft is made in the form of a hollow shaft through which liquid cooling medium can flow,
- что теплообменник служит для отдачи содержащегося в жидкой текучей среде тепла в окружающую среду электрической машины,- that the heat exchanger serves to transfer the heat contained in the liquid fluid to the environment of the electric machine,
- что теплообменник, роторный вал и охлаждающие каналы гидравлически попарно соединены друг с другом так, что получается замкнутый контур для жидкой охлаждающей среды, и- that the heat exchanger, rotor shaft and cooling channels are hydraulically paired with each other so that a closed loop is obtained for the liquid cooling medium, and
- что на роторном вале без возможности проворота расположен транспортирующий элемент, который встроен в замкнутый контур для жидкой охлаждающей среды и посредством которого жидкая охлаждающая среда при вращении роторного вала вокруг оси вращения принуждается к циркуляции в замкнутом контуре для жидкого охлаждающего средства.- that a conveyor element is located on the rotor shaft without the possibility of rotation, which is built into a closed circuit for liquid cooling medium and through which the liquid cooling medium is forced to circulate in a closed circuit for liquid cooling medium when the rotor shaft rotates around the axis of rotation.
Посредством этого достигается, что отводимое из основного тела и роторного вала количество теплоты может значительно возрасти без того, чтобы потребовалось подключение к находящемуся за пределами машины устройству снабжения охлаждающим средством.By this, it is achieved that the amount of heat removed from the main body and the rotor shaft can increase significantly without requiring a connection to a cooling device located outside the machine.
Большая часть подлежащего отводу количества теплоты скапливается в статоре электрической машины. Поэтому предпочтительным образом жидкая охлаждающая среда вследствие принудительной циркуляции посредством транспортирующего элемента течет от теплообменника к роторному валу, оттуда к охлаждающим каналам, а оттуда обратно к теплообменнику.Most of the heat to be removed is stored in the stator of the electric machine. Therefore, it is preferable that the liquid cooling medium, due to forced circulation, flows through the conveying element from the heat exchanger to the rotor shaft, from there to the cooling channels, and from there back to the heat exchanger.
Предпочтительным образом транспортирующий элемент встроен между роторным валом и охлаждающими каналами в замкнутый контур для жидкой охлаждающей среды. Посредством этого мероприятия возможно, в частности, конструктивно простое выполнение при реализации транспортирующего элемента. В частности, для реализации транспортирующего элемента может быть предусмотрено,Preferably, the conveying element is integrated between the rotor shaft and the cooling channels in a closed loop for a liquid cooling medium. By means of this measure, in particular, a structurally simple execution during the implementation of the conveying element is possible. In particular, for the implementation of the conveying element may be provided,
- что транспортирующий элемент выполнен в виде окружающего роторный вал радиально снаружи, транспортирующего жидкую охлаждающую среду радиально наружу лопастного колеса,- that the conveying element is made in the form of a surrounding rotor shaft radially outward, transporting a liquid cooling medium radially outward of the impeller,
- что транспортирующий элемент окружен расположенным без возможности проворота на основном теле транспортирующим корпусом,- that the conveying element is surrounded by a conveying body located without the possibility of rotation on the main body,
- что роторный вал в окруженной транспортирующим корпусом области имеет, по меньшей мере, одну радиальную выемку, и- that the rotor shaft in the region surrounded by the conveying body has at least one radial recess, and
- что соединение от роторного вала к охлаждающим каналам выполнено в виде, по меньшей мере, одной отходящей радиально наружу от транспортирующего корпуса соединительной линии.- that the connection from the rotor shaft to the cooling channels is made in the form of at least one radially outgoing from the conveyor housing of the connecting line.
Возможно, что соединение от теплообменника к роторному валу выполнено таким образом, что жидкая охлаждающая среда аксиально подается к роторному валу. Это выполнение является гидравлически оптимальным.It is possible that the connection from the heat exchanger to the rotor shaft is made in such a way that the liquid cooling medium is axially fed to the rotor shaft. This design is hydraulically optimal.
Альтернативно возможно, чтобы соединение от теплообменника к роторному валу было выполнено таким образом, что жидкая охлаждающая среда подается радиально к роторному валу. Это выполнение может быть необходимым на практике, если на роторном валу расположена вращающаяся часть чувствительного устройства для зависящего от положения, числа оборотов или ускорения сигнала.Alternatively, it is possible that the connection from the heat exchanger to the rotor shaft is such that the liquid cooling medium is radially supplied to the rotor shaft. This implementation may be necessary in practice if the rotating part of the sensitive device is located on the rotor shaft for a signal depending on the position, speed or acceleration.
Другие преимущества и особенности следуют из приведенного ниже описания примеров осуществления в сочетании с чертежами, на которых в принципиальном представлении показано:Other advantages and features follow from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings, in which, in principle, is shown:
Фиг.1 - электрическая машина,Figure 1 - electric machine,
Фиг.2 - схематически часть электрической машины из фиг.1,Figure 2 - schematically part of the electric machine of figure 1,
Фиг.3 - альтернативное выполнение показанной на фиг.2 части электрической машины с фиг.1.Figure 3 is an alternative implementation shown in figure 2 of the electric machine of figure 1.
Согласно фиг.1 электрическая машина имеет основное тело 1. Основное тело 1 включает в себя, по меньшей мере, один статор 2. При необходимости, основное тело 1 в дополнение к статору 2 может включать в себя другие элементы, например корпус 3. Альтернативно, электрическая машина может быть выполнена в виде бескорпусной электрической машины. В основном теле 1 - будь то в статоре 2, будь то в возможно имеющемся корпусе 3 электрической машины - расположены охлаждающие каналы 4 для жидкой охлаждающей среды. Течение охлаждающей среды в охлаждающих каналах 4 обозначено на фиг.1 соответствующими стрелками, которые на фиг.1 обозначены ссылочной позицией А. Жидкая охлаждающая среда, как правило, представляет собой воду.According to FIG. 1, the electric machine has a main body 1. The main body 1 includes at least one stator 2. If necessary, the main body 1 may include other elements in addition to the stator 2, for example,
Охлаждающие каналы 4 могут быть расположены в соответствии с потребностью. Например, они могут быть выполнены в виде аксиально проходящих охлаждающих каналов. При этом понятие "аксиально" - также как и везде - относится к оси 5 вращения электрической машины. Оно обозначает направление, параллельное оси 5 вращения.The cooling channels 4 can be arranged according to need. For example, they can be made in the form of axially passing cooling channels. Moreover, the concept of "axial" - as well as everywhere else - refers to the
В случае аксиального прохождения охлаждающие каналы могут представлять собой простые сквозные охлаждающие каналы 4 так, что подача жидкой охлаждающей среды осуществляется на одном аксиальном конце, а отвод охлаждающей среды - на другом аксиальном конце. Однако, как правило, подвод и отвод жидкой охлаждающей среды осуществляется на одном и том же аксиальном конце электрической машины.In the case of axial passage, the cooling channels can be simple through cooling channels 4 so that the liquid cooling medium is supplied at one axial end and the cooling medium is discharged at the other axial end. However, as a rule, the supply and removal of liquid cooling medium is carried out at the same axial end of the electric machine.
Альтернативно аксиальному прохождению охлаждающих каналов 4 они могут проходить тангенциально. Понятие "тангенциально" также относится к оси 5 вращения. Оно означает направление на постоянном удалении от оси 5 вращения и вокруг этой оси 5 вращения.Alternative to the axial passage of the cooling channels 4, they can pass tangentially. The term "tangentially" also refers to the axis of
Точное выполнение охлаждающих каналов 4 как таковое не является предметом настоящего изобретения. Наоборот, охлаждающие каналы 4 и их возможные выполнения и расположения являются общеизвестными в уровне техники.The exact implementation of the cooling channels 4 as such is not the subject of the present invention. On the contrary, the cooling channels 4 and their possible implementation and location are well known in the prior art.
Далее электрическая машина имеет роторный вал 6. Роторный вал 6 установлен в опорах 7 электрической машины. Поэтому роторный вал 6 выполнен с возможностью вращения вокруг оси 5 вращения.Further, the electric machine has a rotor shaft 6. The rotor shaft 6 is installed in the supports 7 of the electric machine. Therefore, the rotor shaft 6 is made to rotate around the axis of
Роторный вал 6 согласно фиг.1 выполнен в виде полого вала. Он также выполнен с возможностью протекания через него жидкой охлаждающей среды. Это обозначено на фиг.1 стрелками, которые снабжены ссылочной позицией В.The rotor shaft 6 according to figure 1 is made in the form of a hollow shaft. It is also configured to allow liquid cooling medium to flow through it. This is indicated in FIG. 1 by arrows, which are provided with the reference position B.
Выполнение роторного вала 6 в виде полого вала может осуществляться в соответствии с потребностью. Принципиально возможно жидкую охлаждающую среду на одном аксиальном конце роторного вала 6 подавать в роторный вал 6, а на другом аксиальном конце отводить из него. Однако, как правило, подобного рода выполнение связано со значительными дальнейшими недостатками. Поэтому обычно роторный вал имеет внутреннюю трубу 8, так что - как представлено на фиг.1 - жидкая охлаждающая среда сначала аксиально течет во внутренней трубе 8, затем на конце внутренней трубы 8 выходит из внутренней трубы 8, а потом в промежуточном пространстве между роторным валом и внутренней трубой течет обратно в противоположном направлении.The execution of the rotor shaft 6 in the form of a hollow shaft can be carried out in accordance with the need. It is in principle possible to supply a liquid cooling medium at one axial end of the rotor shaft 6 to the rotor shaft 6, and at the other axial end to divert from it. However, as a rule, this kind of implementation is associated with significant further disadvantages. Therefore, usually the rotor shaft has an
Переход охлаждающей среды из внутренней трубы 8 к роторному валу 6 может быть выполнен в зависимости от потребности. Например, внутренняя труба 8, как представлено на фиг.1, может быть открыта на своем расположенном с передней стороны конце. Альтернативно или дополнительно внутренняя труба 8 может иметь радиальные отверстия или другие радиальные выемки. Понятие "радиально" здесь - точно так же, как и понятия "аксиально" и "тангенциально" - относятся к оси 5 вращения. Понятие "радиально" обозначает направление, перпендикулярное оси 5 вращения, а именно на оси 5 вращения к ней, соответственно, от нее.The transition of the cooling medium from the
Выполненный в виде полого вала роторный вал 6 с находящейся внутри внутренней трубой 8 известен сам по себе. Поэтому детальное пояснение для такого выполнения роторного вала 6 не является необходимым.Made in the form of a hollow shaft, the rotor shaft 6 with the
Вследствие протекания жидкой охлаждающей среды через роторный вал 6 этот роторный вал 6 охлаждается. Вследствие охлаждения роторного вала 6 опосредованно охлаждается и расположенный без возможности проворота на роторном валу 6 ротор 9 электрической машины.Due to the flow of liquid cooling medium through the rotor shaft 6, this rotor shaft 6 is cooled. Due to the cooling of the rotor shaft 6, the rotor 9 of the electric machine, which is located without the possibility of rotation on the rotor shaft 6, is indirectly cooled.
Электрическая машина имеет, кроме того, теплообменник 10. Теплообменник 10 служит для того, чтобы отводить содержащееся в жидкой охлаждающей среде тепло в окружающую среду - чаще всего в окружающий воздух.The electric machine also has a heat exchanger 10. The heat exchanger 10 serves to remove the heat contained in the liquid cooling medium into the environment - most often into the surrounding air.
Теплообменник 10 может быть выполнен в зависимости от потребности. Часто теплообменник 10 выполнен в виде пластинчатого охладителя. Пластинчатый охладитель как таковой является общеизвестным у охлаждаемых водой автомобильных двигателей. Пластинчатый охладитель может, при необходимости, быть расположен альтернативно либо горизонтально, либо вертикально. Кроме того, с ним при необходимости может быть согласован вентилятор, чтобы оптимизировать охлаждающую мощность теплообменника 10.The heat exchanger 10 can be made depending on the need. Often the heat exchanger 10 is made in the form of a plate cooler. The plate cooler as such is well known in water-cooled automotive engines. The plate cooler may, if necessary, be located alternatively either horizontally or vertically. In addition, if necessary, a fan can be matched to it in order to optimize the cooling capacity of the heat exchanger 10.
Если электрическая машина имеет вентилятор, который без возможности проворота расположен на роторном валу 6, то также возможно, чтобы теплообменник 10 был установлен непосредственно снаружи на основном теле 1, соответственно, иным образом интегрирован в основное тело 1.If the electric machine has a fan, which is rotatably located on the rotor shaft 6, it is also possible for the heat exchanger 10 to be installed directly externally on the main body 1, respectively, otherwise integrated into the main body 1.
Теплообменник 10, роторный вал 6 и охлаждающие каналы 4 гидравлически попарно соединены друг с другом. То есть теплообменник 10 с одной стороны соединен с роторным валом 6, а с другой стороны связан с охлаждающими каналами 4. Точно также роторный вал 6 с одной стороны соединен с теплообменником 10, а с другой стороны соединен с охлаждающими каналами 4. Точно также в аналогичной манере охлаждающие каналы 4 с одной стороны соединены с теплообменником 10, а с другой стороны соединены с роторным валом 6.The heat exchanger 10, the rotor shaft 6 and the cooling channels 4 are hydraulically paired with each other. That is, the heat exchanger 10 is connected to the rotor shaft 6 on the one hand and connected to the cooling channels 4 on the other hand. Similarly, the rotor shaft 6 is connected to the heat exchanger 10 on the one hand and connected to the cooling channels 4. On the other hand, in the same way manner, the cooling channels 4 are connected on one side to the heat exchanger 10, and on the other hand connected to the rotor shaft 6.
Чтобы достичь принудительной циркуляции жидкой охлаждающей среды, имеется транспортирующий элемент 11, который встроен в замкнутый охлаждающий контур для жидкой охлаждающей среды. Транспортирующий элемент 11 согласно фиг.1-3 без возможности проворота расположен на роторном валу 6 так, что при вращении роторного вала 6 он тоже вращается. Посредством транспортирующего элемента 11 обеспечивается принудительная циркуляция жидкой охлаждающей среды при вращении роторного вала в замкнутом контуре для жидкой охлаждающей среды. Направление транспортировки жидкой охлаждающей среды предпочтительно является таким, что жидкая охлаждающая среда вследствие принудительной циркуляции посредством транспортирующего элемента 11 течет от теплообменника 10 к роторному валу 6, от роторного вала 6 к охлаждающим каналам 4 и из охлаждающих каналов 4 обратно к теплообменнику 10. Разумеется, жидкая охлаждающая среда после того, как протекла от теплообменника 10 к роторному валу 6, протекает сквозь роторный вал 6, прежде чем она потечет к охлаждающим каналам 4. Точно также жидкая охлаждающая среда, разумеется, протекает сквозь охлаждающие каналы 4, прежде чем потечь обратно к теплообменнику 10.In order to achieve forced circulation of the liquid cooling medium, there is a conveying element 11 which is integrated in the closed cooling circuit for the liquid cooling medium. The conveying element 11 according to Fig.1-3 without the possibility of rotation is located on the rotor shaft 6 so that when the rotor shaft 6 rotates, it also rotates. By means of the conveying element 11, a forced circulation of the liquid cooling medium is ensured during rotation of the rotor shaft in a closed loop for the liquid cooling medium. The direction of transportation of the liquid cooling medium is preferably such that the liquid cooling medium due to forced circulation through the conveying element 11 flows from the heat exchanger 10 to the rotor shaft 6, from the rotor shaft 6 to the cooling channels 4 and from the cooling channels 4 back to the heat exchanger 10. Of course, the liquid the cooling medium, after it has leaked from the heat exchanger 10 to the rotor shaft 6, flows through the rotor shaft 6 before it flows to the cooling channels 4. Similarly, liquid cooling The surrounding medium, of course, flows through the cooling channels 4 before flowing back to the heat exchanger 10.
Транспортирующий элемент 11 принципиально может быть встроен в любое место замкнутого контура для жидкой охлаждающей среды. Предпочтительным образом транспортирующий элемент 11 соответственно представлению на фиг.1-3 встроен между роторным валом 6 и охлаждающими каналами 4 в замкнутый контур для жидкой охлаждающей среды. В этом случае согласно фиг.1-3 в механически-конструктивном отношении, в частности, транспортирующий элемент 11 может быть выполнен в виде лопастного колеса, которое радиально снаружи окружает роторный вал 6 и транспортирует жидкую охлаждающую среду радиально изнутри радиально наружу. Транспортирующий элемент 11 в этом выполнении окружен транспортирующим корпусом 12, который без возможности проворота расположен на основном теле 1. В этом случае роторный вал 6 в области, которая окружена транспортирующим корпусом 12, имеет, по меньшей мере, одну радиальную выемку 13. Далее в этом случае соединение роторного вала 6 с охлаждающими каналами 4, через которое жидкая охлаждающая среда течет от роторного вала 6 к охлаждающим каналам 4, выполнено в виде соединительной линии 14, которая отходит радиально наружу от транспортирующего корпуса 12.The conveying element 11 can in principle be integrated anywhere in the closed loop for a liquid cooling medium. In a preferred manner, the conveying element 11, as shown in FIGS. 1-3, is inserted between the rotor shaft 6 and the cooling channels 4 in a closed loop for a liquid cooling medium. In this case, according to Fig.1-3 in mechanical terms, in particular, the conveying element 11 can be made in the form of a blade wheel, which radially surrounds the rotor shaft 6 from the outside and transports the liquid cooling medium radially from the inside to radially outward. The conveying element 11 in this embodiment is surrounded by a conveying
Соединение от теплообменника 10 к роторному валу 6 - точнее, как правило, к внутренней трубе 8 - может быть выполнено в соответствии с потребностью. С точки зрения гидравлики (т.е. потока) является оптимальным, если жидкая охлаждающая среда аксиально подается к роторному валу 6 соответственно представлению согласно фиг.2. Однако во многих случаях согласно представлению на фиг.3 имеется чувствительное устройство 15, которое служит для генерирования сигнала, зависящего от положения, числа оборотов или ускорения. Например, чувствительное устройство 15 может быть выполнено в виде счетно-решающего устройства или в виде инкрементного датчика или аналогичного чувствительного устройства. В этом случае невозможна аксиальная подача жидкой охлаждающей среды к роторному валу 6. В этом случае подача жидкой охлаждающей среды к роторному валу 6 в соответствии с представлением на фиг.3 осуществляется не аксиально, а радиально.The connection from the heat exchanger 10 to the rotor shaft 6 - more precisely, as a rule, to the inner pipe 8 - can be made in accordance with the need. From the point of view of hydraulics (i.e. flow) is optimal if the liquid cooling medium is axially fed to the rotor shaft 6 according to the representation according to figure 2. However, in many cases, as shown in FIG. 3, there is a
Настоящее изобретение имеет множество преимуществ. В частности, простым образом достигается хорошее термическое охлаждение электрической машины без того, чтобы требовалось какое-либо внешнее подключение для охлаждающей среды. Также эта конструкция является простой, надежной и почти не требующей технического обслуживания.The present invention has many advantages. In particular, in a simple manner, good thermal cooling of the electric machine is achieved without requiring any external connection for the cooling medium. Also, this design is simple, reliable and almost maintenance-free.
Приведенное выше описание служит исключительно для пояснения настоящего изобретения. Объем защиты настоящего изобретения, напротив, должен быть определен исключительно посредством приложенной формулы изобретения.The above description is intended solely to illustrate the present invention. The scope of protection of the present invention, in contrast, should be determined solely by the appended claims.
Claims (5)
- причем электрическая машина имеет основное тело (1), роторный вал (6) и теплообменник (10),
- причем основное тело (1) включает в себя, по меньшей мере, один статор (2),
- причем в основном теле (1) расположены охлаждающие каналы (4) для жидкой охлаждающей среды,
- причем роторный вал (6) установлен в основном теле (1) таким образом, что роторный вал (6) выполнен с возможностью вращения вокруг оси (5) вращения,
- причем роторный вал (6) выполнен в виде полого вала, через который протекает жидкая охлаждающая среда и который имеет внутреннюю трубу (8),
- причем теплообменник (10) служит для отвода содержащегося в жидкой охлаждающей среде тепла в окружающую среду электрической машины,
- причем теплообменник (10), роторный вал (6) и охлаждающие каналы (4) гидравлически соединены друг с другом так, что образуется замкнутый контур для жидкой охлаждающей среды,
- причем на роторном валу (6) без возможности проворота расположен транспортирующий элемент (11), который встроен в замкнутый контур для жидкой охлаждающей среды и посредством которого жидкая охлаждающая среда при вращении роторного вала (6) вокруг оси (5) вращения принуждается к циркуляции в замкнутом контуре для жидкой охлаждающей среды,
- причем жидкая охлаждающая среда вследствие принудительной циркуляции посредством транспортирующего элемента (11) течет от теплообменника (10) к роторному валу (6), там аксиально течет во внутренней трубе (8), на конце внутренней трубы (8) выходит из внутренней трубы (8) и течет обратно в противоположном направлении в промежуточном пространстве между роторным валом (6) и внутренней трубой (8), оттуда течет к охлаждающим каналам (4), а оттуда обратно к теплообменнику (10).1. Electric machine
- moreover, the electric machine has a main body (1), a rotor shaft (6) and a heat exchanger (10),
- and the main body (1) includes at least one stator (2),
- moreover, in the main body (1) are cooling channels (4) for a liquid cooling medium,
- moreover, the rotor shaft (6) is installed in the main body (1) so that the rotor shaft (6) is made to rotate around an axis (5) of rotation,
- wherein the rotor shaft (6) is made in the form of a hollow shaft through which a liquid cooling medium flows and which has an inner pipe (8),
- moreover, the heat exchanger (10) serves to remove the heat contained in the liquid cooling medium into the environment of the electric machine,
- moreover, the heat exchanger (10), the rotor shaft (6) and the cooling channels (4) are hydraulically connected to each other so that a closed loop is formed for the liquid cooling medium,
- moreover, on the rotor shaft (6), without the possibility of rotation, a conveying element (11) is located, which is built into a closed circuit for liquid cooling medium and by means of which the liquid cooling medium is forced to circulate in the rotation of the rotor shaft (6) around the axis (5) of rotation closed loop for liquid cooling medium
- moreover, the liquid cooling medium due to forced circulation through the conveying element (11) flows from the heat exchanger (10) to the rotor shaft (6), there it flows axially in the inner pipe (8), at the end of the inner pipe (8) leaves the inner pipe (8) ) and flows back in the opposite direction in the intermediate space between the rotor shaft (6) and the inner pipe (8), from there it flows to the cooling channels (4), and from there back to the heat exchanger (10).
- транспортирующий элемент (11) выполнен в виде окружающего радиально снаружи роторный вал (6) и транспортирующего жидкую охлаждающую среду радиально наружу лопастного колеса,
- транспортирующий элемент (11) окружен расположенным без возможности проворота на основном теле (1) транспортирующим корпусом (12),
- роторный вал (6) в окруженной транспортирующим корпусом (12) области имеет, по меньшей мере, одну радиальную выемку (13),
- соединение от роторного вала (6) к охлаждающим каналам (4) выполнено в виде по меньшей мере одной отходящей радиально наружу от транспортирующего корпуса (12) соединительной линии (14).3. The electric machine according to claim 2, characterized in that
- the conveying element (11) is made in the form of a rotor shaft (6) that surrounds the radially outward and conveys the liquid cooling medium radially outward of the impeller,
- the conveying element (11) is surrounded by a conveying body (12) located without the possibility of rotation on the main body (1),
- the rotor shaft (6) in the area surrounded by the transporting housing (12) has at least one radial recess (13),
- the connection from the rotor shaft (6) to the cooling channels (4) is made in the form of at least one connecting line (14) extending radially outward from the transporting housing (12).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102010064010A DE102010064010A1 (en) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Electric machine with closed, self-sufficient cooling medium circuit |
| DE102010064010.7 | 2010-12-23 | ||
| PCT/EP2011/072518 WO2012084585A2 (en) | 2010-12-23 | 2011-12-13 | Electric machine with enclosed, autonomous cooling medium circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013134240A RU2013134240A (en) | 2015-01-27 |
| RU2577773C2 true RU2577773C2 (en) | 2016-03-20 |
Family
ID=45349194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013134240/07A RU2577773C2 (en) | 2010-12-23 | 2011-12-13 | Electrical machine with independent closed circuit of cooling medium |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9431878B2 (en) |
| EP (1) | EP2633606A2 (en) |
| CN (1) | CN103283129B (en) |
| BR (1) | BR112013018324B1 (en) |
| DE (1) | DE102010064010A1 (en) |
| RU (1) | RU2577773C2 (en) |
| WO (1) | WO2012084585A2 (en) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012217361A1 (en) | 2012-09-26 | 2014-04-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric machine i.e. unpackaged electric machine, has base body including stand and cooling passages, rotor supported at base body such that rotor is rotated around rotational axis, and heat exchanger formed in base body |
| GB2501952B (en) * | 2012-10-09 | 2014-03-26 | Integral Powertrain Ltd | A motor and a method of cooling a motor |
| EP2728719A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Cage rotor and rod with an incision |
| EP2728718A1 (en) | 2012-10-30 | 2014-05-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Cage rotor with deformable bearings for rotor bars |
| EP2852030A1 (en) * | 2013-09-20 | 2015-03-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling device for an electrical machine and electric machine including a cooling device |
| EP2854262A1 (en) * | 2013-09-25 | 2015-04-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling device for an electrical machine |
| DE102013226804B4 (en) * | 2013-12-20 | 2015-07-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive arrangement with integrated lubrication |
| CN106030996B (en) | 2014-02-17 | 2019-11-19 | 西门子公司 | Electric machine with frame and housing |
| EP2933902B1 (en) | 2014-04-17 | 2016-06-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling of an electric machine |
| CN104092333B (en) * | 2014-07-18 | 2017-01-25 | 宁夏西北骏马电机制造股份有限公司 | cooling shaft structure for explosion-proof motor |
| US20160164378A1 (en) * | 2014-12-04 | 2016-06-09 | Atieva, Inc. | Motor Cooling System |
| US9762106B2 (en) * | 2014-12-04 | 2017-09-12 | Atieva, Inc. | Motor cooling system |
| DE102015201610A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling device for cooling a high-pole rotor |
| EP3293495A1 (en) | 2016-09-13 | 2018-03-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Machine with cooled hollow shaft and concentric rotary encoder |
| GB201706438D0 (en) * | 2017-04-24 | 2017-06-07 | Rolls Royce Plc | Electrical machine apparatus |
| DE102017218865A1 (en) | 2017-10-23 | 2019-04-25 | Audi Ag | Electric machine and motor vehicle |
| US10923972B2 (en) * | 2017-12-01 | 2021-02-16 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Electric motor having stator with laminations configured to form distinct cooling channels |
| DE102017223491A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Audi Ag | Electric machine arrangement |
| JP2019115154A (en) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 本田技研工業株式会社 | Rotary electric machine |
| CN108954010B (en) * | 2018-09-17 | 2020-03-17 | 中国核动力研究设计院 | Supercritical carbon dioxide pressure stabilizing device for stabilizing pressure of water-cooled dissimilar gas |
| CN109149806A (en) * | 2018-10-17 | 2019-01-04 | 珠海格力电器股份有限公司 | motor, compressor and air conditioner |
| CN109546792A (en) * | 2018-12-04 | 2019-03-29 | 深圳先进技术研究院 | A kind of motor |
| CN109980822B (en) * | 2018-12-25 | 2024-05-24 | 南京航空航天大学 | Quick-cooling outer rotor permanent magnet synchronous motor |
| EP3709484A1 (en) * | 2019-03-14 | 2020-09-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Encapsulated electrical machine with external liquid cooling circuit |
| EP3730946B1 (en) * | 2019-04-23 | 2023-04-26 | Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. | Shaft arrangement for a vehicle |
| DE102019117637A1 (en) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Arrangement for cooling an electric machine in a motor vehicle and method for operating the arrangement |
| EP3920384B1 (en) | 2020-01-15 | 2023-06-21 | Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. | Motor rotor and vehicle |
| CN112165217A (en) * | 2020-08-05 | 2021-01-01 | 珠海市智川科技有限公司 | Intelligent temperature control servo motor and working principle thereof |
| CN111969792B (en) * | 2020-08-19 | 2021-05-07 | 潘云兰 | Permanent magnet coreless low-torque micro-resistance motor |
| DE102021205801A1 (en) | 2021-06-09 | 2022-03-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Electrical machine with a stator and a rotor |
| DE102022134151A1 (en) | 2022-12-20 | 2024-06-20 | Valeo Eautomotive Germany Gmbh | Electric machine, especially for driving a vehicle |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU106727A1 (en) * | 1955-06-29 | 1956-11-30 | Р.И. Ласточкин | Electric car closed |
| US3060335A (en) * | 1961-02-07 | 1962-10-23 | Garrett Corp | Fluid cooled dynamoelectric machine |
| SU1244750A1 (en) * | 1983-07-11 | 1986-07-15 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | A.c.electric machine with liquid cooling |
| SU1365255A1 (en) * | 1986-03-14 | 1988-01-07 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал" | Submersible liquid-filled electric motor |
| SU1601699A1 (en) * | 1987-11-13 | 1990-10-23 | Московский энергетический институт | Directly water-cooled electric machine |
| US6191511B1 (en) * | 1998-09-28 | 2001-02-20 | The Swatch Group Management Services Ag | Liquid cooled asynchronous electric machine |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3009072A (en) * | 1958-01-28 | 1961-11-14 | Scott L & Electromotors Ltd | Fluid cooled motors |
| DE9112631U1 (en) | 1991-10-10 | 1993-02-04 | Siemens AG, 8000 München | Liquid cooled electric machine |
| DE19635196A1 (en) * | 1996-08-30 | 1998-03-12 | Audi Ag | Cooling device for high-speed electric motor |
| GB2357377A (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-20 | Delphi Tech Inc | Cooling a combined pump and electric generator |
| DE10244428A1 (en) | 2002-09-24 | 2004-06-17 | Siemens Ag | Electrical machine with a cooling device |
| DE10309161A1 (en) | 2003-02-28 | 2004-09-16 | Siemens Ag | Electrical machine with a laminated rotor |
| DE102009029716A1 (en) * | 2008-06-18 | 2009-12-24 | Ixetic Bad Homburg Gmbh | Electric motor for driving hydraulic pump i.e. vane pump, has rotor arranged outside hollow shaft, and groove provided in shaft and/or in rotor for realizing cooling circuit, where groove extends in direction of axis of rotation of shaft |
| DE102008036124A1 (en) | 2008-08-01 | 2010-02-11 | Siemens Aktiengesellschaft | High protection electrical machine with improved rotor cooling |
| CN201298784Y (en) * | 2008-11-14 | 2009-08-26 | 无锡开普动力有限公司 | Water-cooled generator |
| CN201504150U (en) * | 2009-09-11 | 2010-06-09 | 陈思扬 | Oil-immersed water-cooling motor |
-
2010
- 2010-12-23 DE DE102010064010A patent/DE102010064010A1/en not_active Ceased
-
2011
- 2011-12-13 EP EP11796688.7A patent/EP2633606A2/en not_active Withdrawn
- 2011-12-13 WO PCT/EP2011/072518 patent/WO2012084585A2/en active Application Filing
- 2011-12-13 US US13/996,995 patent/US9431878B2/en active Active
- 2011-12-13 CN CN201180062215.0A patent/CN103283129B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-12-13 RU RU2013134240/07A patent/RU2577773C2/en active
- 2011-12-13 BR BR112013018324-1A patent/BR112013018324B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU106727A1 (en) * | 1955-06-29 | 1956-11-30 | Р.И. Ласточкин | Electric car closed |
| US3060335A (en) * | 1961-02-07 | 1962-10-23 | Garrett Corp | Fluid cooled dynamoelectric machine |
| SU1244750A1 (en) * | 1983-07-11 | 1986-07-15 | Северо-Западный Заочный Политехнический Институт | A.c.electric machine with liquid cooling |
| SU1365255A1 (en) * | 1986-03-14 | 1988-01-07 | Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал" | Submersible liquid-filled electric motor |
| SU1601699A1 (en) * | 1987-11-13 | 1990-10-23 | Московский энергетический институт | Directly water-cooled electric machine |
| US6191511B1 (en) * | 1998-09-28 | 2001-02-20 | The Swatch Group Management Services Ag | Liquid cooled asynchronous electric machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US9431878B2 (en) | 2016-08-30 |
| US20130270939A1 (en) | 2013-10-17 |
| BR112013018324B1 (en) | 2020-10-06 |
| WO2012084585A3 (en) | 2013-01-31 |
| DE102010064010A1 (en) | 2012-06-28 |
| WO2012084585A2 (en) | 2012-06-28 |
| EP2633606A2 (en) | 2013-09-04 |
| BR112013018324A2 (en) | 2018-09-18 |
| CN103283129B (en) | 2016-02-17 |
| CN103283129A (en) | 2013-09-04 |
| RU2013134240A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2577773C2 (en) | Electrical machine with independent closed circuit of cooling medium | |
| RU2643791C1 (en) | Electric machine with improved cooling | |
| RU2651435C1 (en) | Ship's steerable propeller | |
| TWI782944B (en) | Motor cooling structure, power motor and electric drive system | |
| CN104838138B (en) | Cooling device for the pump of pump liquid | |
| JP2014220996A (en) | Electric machine having cooling rotor shaft | |
| BR102013012881B1 (en) | electric machine coupled to a device powered by a vehicle, vehicle, and, method of cooling an electric machine attached to a device powered by a vehicle | |
| JP2009542168A (en) | Method and apparatus for cooling an electric machine | |
| JP2015104214A (en) | Rotary electric machine | |
| US20140145528A1 (en) | Axial flux electrical machines | |
| JP4576309B2 (en) | Rotating electric machine | |
| US10557474B2 (en) | Rotary machine and method for the heat exchange in a rotary machine | |
| CA2893457A1 (en) | Electric machine with combined air and water cooling | |
| KR101717024B1 (en) | air cooling or Water cooling vertical inline type of small scale hydropower | |
| CN104160593B (en) | Cooling device for the rotor of motor machine | |
| CN103765732A (en) | Electric motor | |
| US11686325B2 (en) | Fuel cell comprising a fluid compressor | |
| RU2386054C2 (en) | Electric motor with coaxial pump | |
| JP2014135859A (en) | Electric motor | |
| KR101179004B1 (en) | Electric motor and cooling unit thereof | |
| CN104184260A (en) | Wet type motor for high-speed mining submersible pump | |
| ES2967303T3 (en) | Cooling system, electric motor and generator set | |
| JP6246388B2 (en) | Rotating electric machine | |
| CN107863850A (en) | It is a kind of that there is the efficiently submersible motor of cooling and self-cleaning function | |
| CN113574777A (en) | Encapsulated electric machine with external fluid cooling circuit |